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CN102115571A - 一种耐候高抗冲聚苯乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐候高抗冲聚苯乙烯材料及其制备方法 Download PDF

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CN102115571A CN2010106220844A CN201010622084A CN102115571A CN 102115571 A CN102115571 A CN 102115571A CN 2010106220844 A CN2010106220844 A CN 2010106220844A CN 201010622084 A CN201010622084 A CN 201010622084A CN 102115571 A CN102115571 A CN 102115571A
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阮小良
桑杰
严星桓
杨华军
李白羽
黄恒圳
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Abstract

一种耐候高抗冲聚苯乙烯材料，其特征在于：所述耐候高抗冲聚苯乙烯材料包括高抗冲聚苯乙烯树脂、抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，上述成分按照质量分数算分别为：高抗冲聚苯乙烯树脂80-100份；通用聚苯乙烯0-20份；光稳定剂0.1-10份；增韧剂1-15份；抗氧剂0.1-1份；加工助剂0.1-2份。本发明的耐候高抗冲聚苯乙烯材料耐候性好且性能稳定。

Description

一种耐候高抗冲聚苯乙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高抗冲聚苯乙烯材料的改性及制备，具体说是一种耐候高抗冲聚苯乙烯材料及其制备方法。
背景技术
高抗冲聚苯乙烯材料具有优良的韧性、硬度、刚性相均衡的力学性能，同时具有良好的尺寸稳定性、表面光泽度、耐低温性、着色性和加工流动性等，因而高抗冲聚苯乙烯材料被广泛应用于电器、汽车、机械等工程领域中。然而，高抗冲聚苯乙烯中含有聚丁二烯链节的不饱和C＝C双键，该C＝C双键对紫外光十分敏感。其机理是紫外光首先进攻聚丁烯链段中的C＝C双键，使聚丁烯链段氧化和断裂，然后生成羰基和羟基。在紫外光的长时间照射下，高抗冲聚苯乙烯材料的光泽度下降明显，其颜色黄变现象十分严重，且其韧性、硬度、刚性等力学性能大幅度降低，大大影响了高抗冲聚苯乙烯材料的实际使用寿命，从而制约了其在工程领域的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐候性好、性能稳定的耐候高抗冲聚苯乙烯材料。
本发明的另一个发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种上述耐候高抗冲聚苯乙烯材料的制备方法。
本发明的发明目的是这样实现的：一种耐候高抗冲聚苯乙烯材料，其特征在于：所述耐候高抗冲聚苯乙烯材料包括高抗冲聚苯乙烯树脂、抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，上述成分按照质量分数算分别为：高抗冲聚苯乙烯树脂80-100份；通用聚苯乙烯0-20份；光稳定剂0.1-10份；增韧剂1-15份；抗氧剂0.1-1份；加工助剂0.1-2份。
所述光稳定剂为光屏蔽剂、紫外线吸收剂及受阻胺类光稳定剂的一种或上述成分以任意比例混合。
所述光屏蔽剂为钛白粉。
所述紫外线吸收剂为二苯甲酮类聚合物、苯并三唑类聚合物和水杨酸酯类聚合物的一种或上述成分以任意比例混合。
所述增韧剂为SBS、SEBS、ABS高胶粉、顺丁胶、丙烯酸酯弹性体的一种或上述成分以任意比例混合。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂DLTP和抗氧剂DLSP的一种或上述成分以任意比例混合。
所述加工助剂为硬脂酸盐、EBS、PETS、低分子聚乙烯及氧化聚乙烯的一种或上述成分以任意比例混合。
一种上述耐候高抗冲聚苯乙烯材料的制备方法，该方法由以下步骤组成：
a：按上述比例称取原料备用；
b：在高抗冲聚苯乙烯树脂中加入抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，并在60-70℃温度下干燥1.5-3小时；
c：把b步骤所得混合物在常温下置于高速混合机中干混20-30分钟；
d：把c步骤所得混合物置于挤出机中，在170-230℃温度下挤出造粒即可。
本发明具有以下优点：
本发明的耐候高抗冲聚苯乙烯材料中，加入受阻胺类光稳定剂、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、增韧剂和抗氧剂。受阻胺类光稳定剂、光屏蔽剂和紫外线吸收剂可有效阻隔和吸收外界紫外线，减少紫外线对高抗冲聚苯乙烯中的不饱和C＝C双键的破坏作用，使高抗冲聚苯乙烯在紫外线照射下仍然具有良好的韧性、硬度、刚性等力学性能，同时保持其色泽度及良好的加工性能。另外，由于紫外线对高抗冲聚苯乙烯中的不饱和C＝C双键的破坏作用减少，所以不饱和C＝C双键因断裂而生成的羰基和羟基也随之减少，可有效避免材料颜色黄变的现象。此外，增韧剂和抗氧剂的加入除了可加强高抗冲聚苯乙烯的力学性能、低温抗冲击性外，抗氧剂可与受阻胺类光稳定剂、光屏蔽剂和紫外线吸收剂起到协同效应，进一步改善了其耐候性。
具体实施方式
本发明的耐候高抗冲聚苯乙烯材料主要包括高抗冲聚苯乙烯树脂、通用聚苯乙烯、光稳定剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂。其中，光稳定剂为光屏蔽剂、紫外线吸收剂及受阻胺类光稳定剂的一种或上述成分以任意比例混合。本发明中光屏蔽剂采用钛白粉，为了提高光屏蔽效果，可选用金红石型钛白粉。而紫外线吸收剂可采用二苯甲酮类聚合物、苯并三唑类聚合物和水杨酸酯类聚合物的一种或上述成分以任意比例混合，其可选用UV-P、UV-531、UV-9、Tinuvin 327及Tinuvin 328。受阻胺类光稳定剂则可选用癸二酸双2，2，6，6-四甲基-4-哌啶酯、Chimassorb 2020或GW540。光屏蔽剂和紫外线吸收剂可有效的阻隔外界紫外线对高抗冲聚苯乙烯中不饱和C＝C双键的直接作用，使紫外线对C＝C双键的影响降低，保障了高抗冲聚苯乙烯的力学性能和使用寿命。同时，本发明的耐候高抗冲聚苯乙烯材料中可加入受阻胺类光稳定剂，光稳定剂的加入可进一步提高高抗冲聚苯乙烯树脂的光稳定性。本发明中增韧剂采用SBS、SEBS、ABS高胶粉、顺丁胶、丙烯酸酯弹性体的一种或上述成分以任意比例混合，通过在高抗冲聚苯乙烯树脂中加入增韧体系，提高其抗冲击性和低温韧性，使高抗冲聚苯乙烯树脂的使用范围更广。本发明中抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂DLTP和抗氧剂DLSP的一种或上述成分以任意比例混合，抗氧剂的加入使高抗冲聚苯乙烯树脂与外界的氧化-还原反应的速度降低，改善其使用稳定性。本发明中的高抗冲聚苯乙烯树脂中加入了加工助剂，加工助剂为硬脂酸盐、EBS、PETS、低分子聚乙烯及氧化聚乙烯的一种或上述成分以任意比例混合。通过加工助剂的协效、增效、润滑等作用，可改善高抗冲聚苯乙烯树脂的加工性能，并提高其与其它助剂的相容性，使高抗冲聚苯乙烯树脂和其它助剂形成一有机体系。上述成分按照质量分数算分别为：高抗冲聚苯乙烯树脂100份；抗紫外线辐射剂0.1-10份；增韧剂1-15份；抗氧剂0.1-1份；加工助剂0.1-2份。
而该耐候高抗冲聚苯乙烯材料的制备方法由以下步骤组成：
a：按上述比例称取原料备用；
b：在高抗冲聚苯乙烯树脂中加入抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，并在60-70℃温度下干燥1.5-3小时；
c：把b步骤所得混合物在常温下置于高速混合机中干混20-30分钟；
d：把c步骤所得混合物置于挤出机中，在170-230℃温度下挤出造粒即可。
通过对高抗冲聚苯乙烯树脂的改性，使其耐候性得到改善，在UVB测试(280nm-315nm的荧光紫外灯，辐照强度：0.55W/m2，120小时)中，本发明的高抗冲聚苯乙烯树脂制品变色不明显，制品色差(ΔE)均小于3.0。
下面根据表1对各个实施例进行详细说明，但并不因此把本发明限制在所述实施例范围内：
实施例1
本发明的耐候高抗冲聚苯乙烯材料包括高抗冲聚苯乙烯树脂、钛白粉、SBS、SEBS、ABS高胶粉、顺丁胶、丙烯酸酯弹性体、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂DLTP、抗氧剂DLSP、硬脂酸盐、EBS、PETS、低分子聚乙烯及氧化聚乙烯。上述成分按质量分数算分别为：高抗冲聚苯乙烯树脂100份；钛白粉0.1份；SBS 3份；SEBS 3份；ABS高胶粉3份；顺丁胶3份；丙烯酸酯弹性体3份；抗氧剂1010 0.2份；抗氧剂168 0.2份；抗氧剂1076 0.2份；抗氧剂1098 0.2份；抗氧剂DLTP0.1份；抗氧剂DLSP0.1份；硬脂酸盐0.4份；EBS 0.4份；PETS 0.4份；低分子聚乙烯0.4份；氧化聚乙烯0.4份。该耐候高抗冲聚苯乙烯材料的制备方法由以下步骤组成：
a：按上述比例称取原料备用；
b：在高抗冲聚苯乙烯树脂中加入抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，并在60℃温度下干燥1.5小时；
c：把b步骤所得混合物在常温下置于高速混合机中干混20分钟；
d：把c步骤所得混合物置于挤出机中，在170℃温度下挤出造粒即可。
在UVB测试(280nm-315nm的荧光紫外灯，辐照强度：0.55W/m2，120小时)中，本发明的高抗冲聚苯乙烯树脂制品变色不明显，制品色差(ΔE)小于3.0。
实施例2
本发明的耐候高抗冲聚苯乙烯材料包括高抗冲聚苯乙烯树脂、通用聚苯乙烯、钛白粉、受阻胺类光稳定剂、二苯甲酮类聚合物、苯并三唑类聚合物、水杨酸酯类聚合物、SBS、SEBS、ABS高胶粉、顺丁胶、丙烯酸酯弹性体、抗氧剂1010及硬脂酸盐。上述成分按质量分数算分别为：高抗冲聚苯乙烯树脂80份；通用聚苯乙烯20份；钛白粉2份；受阻胺类光稳定剂2份；二苯甲酮类聚合物2份；苯并三唑类聚合物2份；水杨酸酯类聚合物2份；SBS 0.2份；SEBS 0.2份；ABS高胶粉0.2份；顺丁胶0.2份；丙烯酸酯弹性体0.2份；抗氧剂1010 0.1份；硬脂酸盐0.1份。该耐候高抗冲聚苯乙烯材料的制备方法由以下步骤组成：
a：按上述比例称取原料备用；
b：在高抗冲聚苯乙烯树脂中加入抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，并在60℃温度下干燥3小时；
c：把b步骤所得混合物在常温下置于高速混合机中干混30分钟；
d：把c步骤所得混合物置于挤出机中，在230℃温度下挤出造粒即可。
在UVB测试(280nm-315nm的荧光紫外灯，辐照强度：0.55W/m2，120小时)中，本发明的高抗冲聚苯乙烯树脂制品变色不明显，制品色差(ΔE)小于3.0。
实施例3
本发明的耐候高抗冲聚苯乙烯材料包括高抗冲聚苯乙烯树脂、通用聚苯乙烯、钛白粉、二苯甲酮类聚合物、苯并三唑类聚合物、水杨酸酯类聚合物、SBS、SEBS、ABS高胶粉、顺丁胶、丙烯酸酯弹性体、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂DLTP、抗氧剂DLSP、硬脂酸盐、EBS、PETS、低分子聚乙烯及氧化聚乙烯。上述成分按质量分数算分别为：高抗冲聚苯乙烯树脂90份；通用聚苯乙烯10份；钛白粉1份；二苯甲酮类聚合物1份；苯并三唑类聚合物0.5份；水杨酸酯类聚合物0.5份；SBS 2份；SEBS 1份；ABS高胶粉2份；顺丁胶1份；丙烯酸酯弹性体1份；抗氧剂1010 0.1份；抗氧剂168 0.1份；抗氧剂1076 0.1份；抗氧剂1098 0.1份；抗氧剂DLTP0.1份；抗氧剂DLSP0.1份；硬脂酸盐0.2份；EBS 0.3份；PETS 0.2份；低分子聚乙烯0.5份；氧化聚乙烯0.3份。该耐候高抗冲聚苯乙烯材料的制备方法由以下步骤组成：
a：按上述比例称取原料备用；
b：在高抗冲聚苯乙烯树脂中加入抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，并在60℃温度下干燥2小时；
c：把b步骤所得混合物在常温下置于高速混合机中干混25分钟；
d：把c步骤所得混合物置于挤出机中，在190℃温度下挤出造粒即可。
在UVB测试(280nm-315nm的荧光紫外灯，辐照强度：0.55W/m2，120小时)中，本发明的高抗冲聚苯乙烯树脂制品变色不明显，制品色差(ΔE)小于3.0。
实施例4
本发明的耐候高抗冲聚苯乙烯材料包括高抗冲聚苯乙烯树脂、通用聚苯乙烯、钛白粉、受阻胺类光稳定剂、二苯甲酮类聚合物、苯并三唑类聚合物、水杨酸酯类聚合物、SBS、SEBS、ABS高胶粉、顺丁胶、丙烯酸酯弹性体、抗氧剂1098、抗氧剂DLTP、抗氧剂DLSP、硬脂酸盐、EBS、PETS、低分子聚乙烯及氧化聚乙烯。上述成分按质量分数算分别为：高抗冲聚苯乙烯树脂85份；通用聚苯乙烯15份；钛白粉0.5份；受阻胺类光稳定剂0.5份；二苯甲酮类聚合物0.5份；苯并三唑类聚合物1份；水杨酸酯类聚合物1份；SBS 1份；SEBS 1.5份；ABS高胶粉1份；顺丁胶1.5份；丙烯酸酯弹性体1.5份；抗氧剂1098 0.2份；抗氧剂DLTP0.1份；抗氧剂DLSP0.1份；硬脂酸盐0.3份；EBS 0.1份；PETS 0.2份；低分子聚乙烯0.2份；氧化聚乙烯0.2份。该耐候高抗冲聚苯乙烯材料的制备方法由以下步骤组成：
a：按上述比例称取原料备用；
b：在高抗冲聚苯乙烯树脂中加入抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，并在60℃温度下干燥2.5小时；
c：把b步骤所得混合物在常温下置于高速混合机中干混26分钟；
d：把c步骤所得混合物置于挤出机中，在205℃温度下挤出造粒即可。
在UVB测试(280nm-315nm的荧光紫外灯，辐照强度：0.55W/m2，120小时)中，本发明的高抗冲聚苯乙烯树脂制品变色不明显，制品色差(ΔE)小于3.0。
实施例5
本发明的耐候高抗冲聚苯乙烯材料包括高抗冲聚苯乙烯树脂、通用聚苯乙烯、钛白粉、受阻胺类光稳定剂、二苯甲酮类聚合物、苯并三唑类聚合物、水杨酸酯类聚合物、SBS、顺丁胶、丙烯酸酯弹性体、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂DLTP、抗氧剂DLSP、EBS、PETS及低分子聚乙烯。上述成分按质量分数算分别为：高抗冲聚苯乙烯树脂93份；通用聚苯乙烯7份；钛白粉0.8份；受阻胺类光稳定剂1份；二苯甲酮类聚合物0.5份；苯并三唑类聚合物0.7份；水杨酸酯类聚合物0.5份；SBS 0.5份；顺丁胶0.5份；丙烯酸酯弹性体0.5份；抗氧剂1010 0.2份；抗氧剂168 0.1份；抗氧剂1076 0.1份；抗氧剂DLTP0.2份；抗氧剂DLSP0.2份；EBS 0.2份；PETS 0.1份；低分子聚乙烯0.3份。该耐候高抗冲聚苯乙烯材料的制备方法由以下步骤组成：
a：按上述比例称取原料备用；
b：在高抗冲聚苯乙烯树脂中加入抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，并在60℃温度下干燥2.5小时；
c：把b步骤所得混合物在常温下置于高速混合机中干混28分钟；
d：把c步骤所得混合物置于挤出机中，在215℃温度下挤出造粒即可。
在UVB测试(280nm-315nm的荧光紫外灯，辐照强度：0.55W/m2，120小时)中，本发明的高抗冲聚苯乙烯树脂制品变色不明显，制品色差(ΔE)小于3.0。
实施例6
本发明的耐候高抗冲聚苯乙烯材料包括高抗冲聚苯乙烯树脂、通用聚苯乙烯、钛白粉、受阻胺类光稳定剂、二苯甲酮类聚合物、苯并三唑类聚合物、水杨酸酯类聚合物、SBS、SEBS、ABS高胶粉、丙烯酸酯弹性体、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂DLTP、抗氧剂DLSP、硬脂酸盐、EBS、低分子聚乙烯及氧化聚乙烯。上述成分按质量分数算分别为：高抗冲聚苯乙烯树脂96份；通用聚苯乙烯4份；钛白粉1.5份；受阻胺类光稳定剂0.8份；二苯甲酮类聚合物0.7份；苯并三唑类聚合物1.5份；水杨酸酯类聚合物1份；SBS 1.5份；SEBS 1.2份；ABS高胶粉1.5份；丙烯酸酯弹性体1.8份；抗氧剂10100.1份；抗氧剂168 0.1份；抗氧剂1098 0.1份；抗氧剂DLTP0.1份；抗氧剂DLSP0.1份；硬脂酸盐0.1份；EBS 0.3份；低分子聚乙烯0.1份；氧化聚乙烯0.1份。该耐候高抗冲聚苯乙烯材料的制备方法由以下步骤组成：
a：按上述比例称取原料备用；
b：在高抗冲聚苯乙烯树脂中加入抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，并在60℃温度下干燥3小时；
c：把b步骤所得混合物在常温下置于高速混合机中干混29分钟；
d：把c步骤所得混合物置于挤出机中，在220℃温度下挤出造粒即可。
在UVB测试(280nm-315nm的荧光紫外灯，辐照强度：0.55W/m2，120小时)中，本发明的高抗冲聚苯乙烯树脂制品变色不明显，制品色差(ΔE)小于3.0。
表1(表1中单位均为质量分数)
Figure BSA00000409653600081

Claims (8)

1.一种耐候高抗冲聚苯乙烯材料，其特征在于：所述耐候高抗冲聚苯乙烯材料包括高抗冲聚苯乙烯树脂、通用聚苯乙烯、光稳定剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，上述成分按照质量分数算分别为：高抗冲聚苯乙烯树脂80-100份；通用聚苯乙烯0-20份；光稳定剂0.1-10份；增韧剂1-15份；抗氧剂0.1-1份；加工助剂0.1-2份。
2.根据权利要求1所述耐候高抗冲聚苯乙烯材料，其特征在于：所述光稳定剂为光屏蔽剂、紫外线吸收剂及受阻胺类光稳定剂的一种或上述成分以任意比例混合。
3.根据权利要求2所述耐候高抗冲聚苯乙烯材料，其特征在于：所述光屏蔽剂为钛白粉。
4.根据权利要求2所述耐候高抗冲聚苯乙烯材料，其特征在于：所述紫外线吸收剂为二苯甲酮类聚合物、苯并三唑类聚合物和水杨酸酯类聚合物的一种或上述成分以任意比例混合。
5.根据权利要求1所述耐候高抗冲聚苯乙烯材料，其特征在于：所述增韧剂为SBS、SEBS、ABS高胶粉、顺丁胶、丙烯酸酯弹性体的一种或上述成分以任意比例混合。
6.根据权利要求1所述耐候高抗冲聚苯乙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂DLTP和抗氧剂DLSP的一种或上述成分以任意比例混合。
7.根据权利要求1所述耐候高抗冲聚苯乙烯材料，其特征在于：所述加工助剂为硬脂酸盐、EBS、PETS、低分子聚乙烯及氧化聚乙烯的一种或上述成分以任意比例混合。
8.一种上述耐候高抗冲聚苯乙烯材料的制备方法，该方法由以下步骤组成：
a：按上述比例称取原料备用；
b：在高抗冲聚苯乙烯树脂中加入抗紫外线辐射剂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂，并在60-70℃温度下干燥1.5-3小时；
c：把b步骤所得混合物在常温下置于高速混合机中干混20-30分钟；
d：把c步骤所得混合物置于挤出机中，在170-230℃温度下挤出造粒即可。
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